凝汽式汽轮机组初步设计与辅助设备选择毕业论文

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1、 . . . 毕 业 设 计 论 文国际教育学院School of International Education专业班级： 热动专112学生： 佳宁学生学号： 2011024232指导教师： 瑞青47 / 56凝汽式汽轮机组初步设计与辅助设备选择Preliminary designof condensing steam turbineunit and its auxiliary equipmentselection专业班级：电厂热能动力装置112班 学生： 佳宁学 号： 2011024232 指导教师： 瑞青摘 要本次设计主要容包括了电厂原则性热力系统的计算、拟定、热力系统辅助设备的选择；锅

2、炉燃烧系统与其设备的选择；供水方式的确定和水泵的选择等。为装有中间再热机组凝汽式600MW火力发电厂热力系统局部初步设计。电厂原则性热力系统的计算为本次设计的设备选型提供了数据，其汽水流量的计算是选择给水泵、凝结水泵、除氧器等设备的台数和容量的依据。而对于热力系统设备的选型则是火电厂可行性研究与初步设计中热机部分的主要部分容，又是运行电厂中组织经济的主要技术依据。热力系统设备的选型提供了全厂热力系统的基本结构，提供了全厂主要的主、辅热力设备规格。通过本次设计应达到能够熟练并掌握电厂的热力系统与系统设备的连接方式和运行特性，能把书本知识和现场实际结合起来，能培养独立思考和查阅文献资料与综合运用所

3、学知识的能力。本次设计以安全经济为原则，最终选择出合适的电厂设备。关键词600MW火力发电厂，初步设计，原则性热力计算，设备选型AbstractThis preliminary design is for the portion of thermal power plant of 600MW condensing intermediate reheat unit, the main content include the calculation and drawing of the principle thermal system and the selecting of the water

4、supplying and the selecting of the water supplying and the choice of water pump, ect. This calculation of thermal system provide the date for the equipment selecting in this design. The calculation of the steam flow is prepared for selection of the account and capacity to the feedwater pump, condens

5、ate pump deoxidize device. The selection of the thermal system equpment is the main content of the feasibility research of power palant and heat engine in oreliminnary designing and its also the main technipue base of economic in the power plant. The composition of thermal system and standards of th

6、e main and auxiliary thermal equipment is decided by the selecting of thermal. It is requseted that we should master the designed prograne of thremal system in the power plane and master the content of designed calculating and equpment selecting in this design. And can be familiar with conbine book

7、knowledge and scene together actually, can train the ablity to think independently and consulting the documents and materials and using the knowledge studied synthetically. This Design take safe economy as the principle, choose to offer the suitable power plant equipment finally.Keywords 600MW therm

8、al power plant preliminary, design principle calcuation of thermal system, Selecting type of the equipment目 录摘 要IAbstractII第一章 概述1第二章发电厂主要设备的选择22.1 汽轮机设备的确定22.2 锅炉设备的确定2第三章原则性热力系统的拟定43.1 给水回热和除氧系统的拟定43.2 补充水系统的拟定43.3 锅炉连续排污利用系统的拟定53.4 原则性热力系统图5第四章原则性热力系统的计算64.1 计算原始资料64.1.1 汽轮机形式与参数64.1.2 回热加热系统参数64

9、.1.3 锅炉型式与参数74.1.4 其他数据74.2 计算简化条件84.3 热力系统的计算94.3.1 汽、水平衡计算94.3.2 汽轮机进汽参数计算94.3.3 辅助系统的计算104.3.4 各加热器进、出口参数计算114.3.5 高压加热器组抽汽系数计算124.3.6 除氧器抽汽系数计算144.3.7 低压加热器组抽汽系数计算154.3.8 凝汽系数c的计算184.3.9 汽轮机比功wi与汽、水流量的计算184.3.10 热经济性指标计算20第五章热力系统辅助设备的选择225.1 凝汽器的选择225.1.1 凝汽器的作用225.1.2 凝汽器的类型与选择225.2 高、低压加热器的选择2

10、35.2.1 高、低压加热器的作用235.2.2 高、低压加热器的类型235.2.3 高、低压加热器的选择235.3 轴封冷却器的选择235.3.1 轴封冷却器的作用245.3.2 轴封冷却器结构245.4 真空泵的选择245.4.1 真空泵的作用245.4.2 真空泵的类型245.4.3 真空泵的选择245.5 给水泵的选择255.5.1 给水泵的作用255.5.2 给水泵的分类255.5.3 给水泵的选择255.6 凝结水泵的确定275.6.1 凝结水泵的作用275.6.2 凝结水泵的类型275.6.3 凝结水泵的选择275.7 除氧器与给水箱的选择285.7.1 除氧器的选择285.7.

11、2 给水箱的选择295.8 连续排污扩容器的选择305.8.1 连续排污的作用305.8.2 连续排污的分类305.8.3 连续排污扩容器的选择305.9 定期排污扩容器的选择315.9.1 定期排污扩容器的作用315.9.2 定期排污扩容器的选型315.10 疏水扩容器的选择325.10.1 疏水扩容器的作用325.10.2 疏水扩容器的选择325.11 工业水泵的选择335.11.1 工业水泵的作用335.11.2 工业水泵的选择335.12 生水泵的选择345.13 供水方式的选择345.13.1 供水方式类型345.13.2 供水方式的确定355.14 循环水泵的选择355.14.1

12、循环水泵的作用355.14.2 循环水泵的类型355.14.3 循环水泵的选取35第六章全面性热力系统的拟定376.1再热蒸汽系统376.2主蒸汽管道系统376.2.1 主蒸汽管道类型376.2.2 主蒸汽管道类型的确定376.3再热机组旁路系统386.3.1 旁路系统的作用386.3.2 旁路系统的选择386.4主给水管道系统396.4.1 主给水管道的作用396.4.2 主给水管道的类型396.4.3 主给水管道的选择396.5主凝结水管道系统406.5.1 主凝结水管道的作用406.5.2 主凝结水管道的流程406.6回热加热器管道系统416.7除氧器管道系统416.8轴封管道系统426

13、.8.1 轴封冷却器的作用426.8.2 轴封管道的组成426.9高、低压加热器疏水放气系统426.9.1 高、低压加热器的疏水系统436.9.2 高、低压加热器的放气系统436.10真空与空气管道系统436.11循环冷却水系统446.11.1 循环冷却水系统作用446.11.2 循环冷却水系统类型446.12润滑油系统456.13 EH油系统456.13.1 EH油系统的作用456.13.2 EH油系统的构成456.14密封油系统46致47参考文献48第一章 概述发电厂的主要设备由锅炉、汽轮机和发电机组成。在设计中，应对所需要的主设备进行合理的确定。 对于大型电网中主力发电厂应优先选用大容量

14、机组。最大容量机组宜取电力系统总容量的8%10%。汽轮机单机容量和台数可以根据发电厂的容量确定。一般，随机组容量增大，为了便于发电厂生产管理和人员培训，发电厂一个厂机组容量等级不宜超过两种，机组台数不宜超过6台。如采用300MW、600MW机组，按6台机组计的发电量可达到1800MW和3600MW。发电厂同容量的机组设备宜采用同一制造厂的同一型式或改进型式，同时要求其配套辅机设备，如给水泵、除氧器的型式也一致。本次设计是凝汽式汽轮机组初步设计与辅助设备选择首先，发电厂原则性热力系统的拟定与计算：包括给水回热和除氧系统、补充水系统、汽轮机和锅炉形式和参数的确定、回热系统参数的确定、加热器组的计算

15、、汽轮机汽耗量与各项流量的计算和热经济指标的计算。其次，汽轮机部分辅助设备的选择：包括给水泵的选择、凝结水泵的选择与循环水泵的选择。第三，全面性热力系统拟定锅炉燃料选择烟煤，根据煤的成分分析并选择磨煤机、送风机和引风机与其锅炉效率的校核。第二章 发电厂主要设备的选择2.1 汽轮机设备的确定发电厂容量确定后，汽轮机单机容量和台数即可确定。大型电网中主力发电厂应优先选用大容量机组，最大机组容量宜取电力系统总容量的8 % -10 %，国外取4% -6%。容量大的电力系统，应选用高效率的300MW、600MW与600MW以上的机组。联接大电网间的主力电厂，可选择800MW以上的机组。供热机组型式应通过

16、技术经济比较确定，宜优先选用高参数大容量抽汽供热机组；有稳定可靠的热用户时，可采用背压式机组或背压抽汽式机组，其单机容量应按全年基本热负荷确定。随机组容量增大，便于发电厂生产管理和人员培训，发电厂一个厂房机组容量等级不宜超过两种，机组台数不宜超过6台，如采用300MW和600MW机组，按6台机组计发电厂的容量可达到1800MW和3600MW。为便于人员培训、生产管理和备品配件的贮备，发电厂同容量的主机设备宜采用同一制造厂的同一型式或改进型式，同时要求其配套辅机设备（如给水泵、除氧器等）的型式也一致。根据我国汽轮机现行规，单机容量25MW供热机组、50 MW以上凝汽式机组宜采用高参数，125-2

17、00MW凝汽式机组或供热抽汽机组宜采用超高参数，300MW、600MW凝汽式机组宜采用亚临界参数或超临界参数。本次设计为600MW亚临界参数的凝汽式机组。汽轮机的主要热力参数如下：汽轮机型号：N60016.7/537/537主蒸汽压力（主汽阀前）：p0=16.7MPa，再热蒸汽参数（进气阀前）：热段：Prh=3.34Mpa，trh=537冷段：Prh=3.56Mpa，trh=315汽轮机排气压力Pc=0.005MPa排气比焓hc=2333.8kJ/kg给水温度tfw=274.12.2 锅炉设备的确定锅炉设备的容量是根据原则性热力系统计算的锅炉最大蒸发量，加上必须的富裕容量，同时考虑锅炉的最续蒸

18、发量应与汽轮机最大进汽量相匹配。对大型引进机组汽轮机最大进汽量是指汽轮机进汽压力超过5%，调节汽门全开工况时的进汽量（如不允许超压5 %，则为调节汽门全开工况时的进汽量）。该工况的进汽量是相对于汽轮机额定工况时的进汽量，即汽轮机在额定进汽参数、额定真空、无厂用抽汽、补水率为零时发出额定功率所需的汽耗量。大型引进机组将大于8% -10%，如引进型300MW汽轮机组，锅炉最续蒸发量为汽轮机额定工况进汽量的112.9%，引进的600MW机组为112.0%。高参数凝汽式发电厂一炉配一机运行，不设置备用锅炉，因此锅炉的台数与汽轮机台数相等。装有供热机组的热电厂，当一台容量最大的蒸汽锅炉停用时，其余锅炉的

19、蒸发量应满足：热力用户连续生产所需的生产用汽量；冬季采暖、通风和生活用热量的60 % -75 %（严寒地区取上限），此时可降低部分发电出力。大容量机组锅炉的主要参数，如过热器出口额定蒸汽压力一般为汽轮机额定进汽压力的105 %，过热器出口温度一般比汽轮机额定进汽温度高3；冷段再热蒸汽管道、再热器、热段再热蒸汽管道额定工况下的压力降宜分别为汽轮机额定工况高压缸排汽压力的1 .5%- 2.0%、5%、3.0%-3.5%；再热器出口额定蒸汽温度一般比汽轮机中压缸额定进汽温度高3，主要是减少主蒸汽和再热蒸汽的压降和散热损失，提高主蒸汽管道效率。锅炉型式包括水循环方式、燃烧方式、排渣方式等。水循环方式主

20、要决定于蒸汽初参数，如亚临界参数以下均采用自然循环汽包炉，因其给水泵耗功小，循环安全可靠，全厂热经济性高；亚临界参数可采用自然循环或强制循环，强制循环能适应调峰情况下承担低负荷时水循环的安全；超临界参数只能采用强制循环直流炉。锅炉燃烧方式主要决定于燃料特性和锅炉容量，有三种燃烧方式，即四角喷燃炉、“W”火焰炉和前后墙对称燃烧RBC型炉。四角喷燃炉具有结构简单、投资省、制造与运行国已有成熟经验等优点，多用于燃用烟煤的锅炉，也可用于燃贫煤或无烟煤的锅炉；“W”火焰炉的优点是可燃用多种变化煤种，最低稳定燃烧负荷可达40%-50%，有利于调峰运行；RBC型炉，其性能介于上述两种炉型之间。本次设计的60

21、0MW亚临界参数的凝汽式机组，其锅炉的主要热力参数如下：（1）锅炉形式：英国三井2027-17.3/541/541。（2）额定蒸发量Db：2027t/h。（3）额定过热蒸汽压力Pb=17.3Mpa.额定再热蒸汽压力：3.734Mpa（3）额定过热蒸汽温度：541.额定再热蒸汽温度541（5）汽包压力Pdu：18.44Mpa（6）锅炉热效率：92.5%第三章 原则性热力系统的拟定发电厂原则性热力系统是以规定的符号表明工质在完成某种热力循环时所必须流经的各种热力设备之间的联系线路图，原则性热力系统只表示工质流过时的参数，参数起了变化的各种必须的热力设备，仅表明设备之间的主要联系，原则性热力系统实际

22、上表明了工质的能量转换与热能利用的过程，它反映了发电厂热工容，即能量转换过程的技术完善程度和热经济性。本次设计的原则性热力系统，其回热加热的级数为八级，最终给水温度为274.1，各加热器形式除一台高压除氧器为混合式外，其余均为表面式加热器。3.1 给水回热和除氧系统的拟定给水回热加热系统是组成原则性热力系统的主要部分，对电厂的安全、经济和电厂的投资都有一定的影响。系统的选择主要是拟定加热器的疏水方式。拟定的原则是系统简单、运行可靠，在此基础上实现较高的经济性。(1) 机组有八段不调整抽气，回热系统为“三高、四低、一除氧”。主凝结水和给水在各加热器中的加热温度按“等温升”分配。(2) 1#、2#

23、、3#高压加热器和4#低压加热器，由于抽汽过热度很大，设有置式蒸汽冷却器。一方面提高三台“高加”水温；另一方面减少1#“高加”温差，使不可逆损失减少，以提高机组的热经济性。1# 、2# 、3#“高加”疏水采用逐级自流进入除氧器，这样降低了热经济性。同时，疏水温度高对水泵的运行也不利，会使安全性降低。在1#、2#“高加”之间设外置式疏水冷却器，减少了对2段抽汽的排挤，使2段抽汽减少。5段抽汽(4#“低加”)经再热后的蒸汽过热度很大，所以加装置式蒸汽冷却器。2#、3#“高加”间加疏水冷却器，减少冷源损失，避免高加疏水排挤低压抽汽。(3)除氧器(4段抽汽)采用滑压运行，这不仅提高了机组设计工况下运行

24、的经济性，还显著提高了机组低负荷时的热经济性，简化热力系统，降低投资，使汽机的抽汽点分配更合理，提高了机组的热效率。为了解决在变工况下除氧器的除氧效果和给水泵不汽蚀，主给水泵装有低压电动前置泵。3.2 补充水系统的拟定鉴于目前化学除盐水的品质难以达到很高的标准，所以采用化学处理补充水的方法。目前，高参数机组的凝汽器中均装有真空除氧器，以真空除氧作为补充水除氧方式，所以本机组补充水送入凝汽器中。3.3 锅炉连续排污利用系统的拟定经过化学除盐处理的补充水品质相当高，从而使锅炉的连续排污量大为减少，同时为了简化系统，因此采用高压级排污扩容水系统。通过该排污扩容水系统回收工质的热量，在扩容器的压力下，

25、一部分工质汽化为蒸汽，因其含量较少，送入除氧器中回收工质和热量，而含盐量高的浓缩排污水在冬季送入热网，夏季降温到50以下后排入地沟。3.4 原则性热力系统图600MW亚临界原则性热力系统图，如图3.1所示。图3.1 600MW亚临界原则性热力系统图第四章 原则性热力系统的计算4.1 计算原始资料4.1.1 汽轮机形式与参数1）机组形式：亚临界、一次中间再热、三缸两排气、单轴、凝汽式机组。2）额定功率：Pe=600MW。3）主蒸汽初参数（主汽阀前）：p0=16.7Mpa，t0=537。4）再热蒸汽参数（进汽阀前）：热段：prh=3.34Mpa，trh=537冷段：Prh=3.56Mpa，trh=

26、315。5）汽轮机排气压力pc=0.005MPa，排气比焓hc=2333.8kJ/kg。4.1.2 回热加热系统参数1）机组各级回热抽汽参数机组各级回热抽汽参数如表4.1所示表4.1 回热加热系统原始汽、水参数项目单位H1H2H3H4（除氧器）H5H6H7H8抽气压力PjMpa5.8943.5931.6120.74470.30500.1300.06970.022抽气温度tj380.9316.9429.1323.6223.2137.888.561.0抽气焓hjKJ/kg3132.930163317.73108.22912.92749.52649.52491.1加热器上端差t-1.601-2222

27、加热器下端差t15.55.55.5-5.55.55.55.5水侧压力pwMpa20.1320.1320.130.70741.7241.7241.7241.724抽汽管道压损pj%888888882）最终给水温度：tfw=274.1。3）给水泵出口压力：Pu=20.13Mpa，给水泵效率：83%。4）除氧器至给水泵高差：21.6m。5）小汽机排汽压力：Pc=6.27kPa。小汽机排气焓：2422.6KJ/kg。4.1.3 锅炉型式与参数1）锅炉形式：英国三井2027-17.3/541/541。2）额定蒸发量：Db：2027t/h。3）额定过热蒸汽压力Pb=17.3Mpa。额定再热蒸汽压力：3.7

28、34Mpa。4）额定过热蒸汽温度：541。额定再热蒸汽温度541。5）汽包压力：Pdu：18.44Mpa6）锅炉热效率：92.5%4.1.4 其他数据1）汽轮机进汽节流损失4%，中压缸进汽节流损失2%。2）轴封加热器压力：98kpa，疏水比焓：415kJ/kg。3）机组各门杆漏汽、轴封漏气等小汽流量与参数如表4.2所示表4.2 门杆漏气、轴封漏气数据漏汽点代号ABKL1N1M1LN漏汽量kg/h62026774103027895643437101漏汽系数0.00033530.00014440.0040080.0016374.81410-50.00030500.0018595.46310-5漏汽

29、点比焓3394.43394.43536.63328.13328.13328.130163016漏汽点代号MRPTSJW漏汽量kg/h639190896660141230245687漏汽系数0.00034560.00010270.00048460.00035700.00076370.016360.0003716漏汽点比焓30163108.22716.22716.22716.23016.152337.84)锅炉暖风器耗气、过热器减温水等全厂性汽、水流量与参数 表4.3全厂汽、水进出系统相关数据名称全厂工质渗漏锅炉排污厂用汽暖风器过热器减温水汽水量，kg/h300001000020000350005

30、5000离开系统的介质比焓3394.41760.33108.23108.2724.7返回系统的介质比焓83.783.783.7687724.75）汽轮机机械效率：98.5%；发电机效率：99%6）补充水温度：207）厂用电率0.074.2 热力系统的计算4.2.1 汽、水平衡计算1）全厂补水率ma 。全厂汽、水平衡如图4.1所示，各汽水流量见表4.3，将各汽水流量用相对表示。由于计算前汽轮机进汽量D0为未知，故预选D01848840 kg/h进行计算，最后校核。全厂工质渗漏系数L3000018488400.01622锅炉排污系数 图4.1全厂汽、水平衡图bl =D bl/D0=10000/18

31、48840=0.005408其余各量经计算为厂用汽系数p0.01081减温水系数sp=0.02974暖风器疏水系数nf=0.01893由全厂物质平衡可知补水率ma=+L+bl=0.032442）给水系数fw 由图4.1可知，1点物质平衡b=b+L=1.01622；2点物质平衡fw=b+bsp=0.99193）各小汽流量系数按预选的汽轮机进气量D0和表4.2中的原始数据，计算得到门杆漏气、轴封漏气等各小汽流量系数，列于表4.2中。4.2.2 汽轮机进汽参数计算1）主蒸汽参数由主汽门前压力p0 =16.7MPa ,温度t0 =537 ，查水蒸气性质表，得主蒸汽比焓值h0=3393.4 kJ/kg.

32、。主蒸汽门后压力p0 =（1-p0）p0=（1-0.04）16.7MPa=16.032MPa。由p0 =16.032MPa 、ho =ho =3394.4kJ/kg，查水蒸气性质表，得主汽门后温t0=534.2。2）再热蒸汽参数由再热冷段prh=3.56Mpa, trh=315,查水蒸汽焓hrh=3013.626 kJ/kg由中压联合汽门前压力prh=3.34MPa,温度 trh=537 ，查水蒸气性质表，得再热蒸汽比焓hrh=3536.6kJ/kg。中压联合汽门后再热蒸汽压力prh =（1-prh）prh3.169MPa。由prh=3.169MPa、hrh=hrh=3536.6kJ/kg，查

33、水蒸气性质表，得中压联合汽门后再热蒸汽温度trh =536.7。4.2.3 辅助系统的计算1）轴封加热器计算以加权平均法计算轴封加热器的平均进汽比焓hsg，详细计算如下表4.4表4.4 轴封加热器物质、热平衡计算项目BN1NTR漏汽量Gi，kg/h267891016601901307漏汽系数 i0.00014444.814x10-55.463x10-50.0003570.00010280.0007069漏气点比hi3394.43328.130162716.23108.2总焓 i hi0.490150.160210.164760.969680.319422.10437平均进气比焓hsg2.104

34、37/0.0007069=2976.92）均压箱计算以加权平均法计算均压箱平均蒸汽比焓hjy，详细计算见表4.53）凝汽器平均压力计算由pc1=4.40kPa，查水蒸气性质表，得tc1=30.54；由pc2=5.39kPa，查水蒸气性质表，得tc2=34.24表4.5 均压箱平均蒸汽比焓计算项目PMM1漏汽量Gi ,kg/h8966395642099漏汽系数 i0.00048460.00034560.00030500.001135漏汽点比焓hi3108.230163328.1总焓ihi1.506231.042331.015073.5636平均蒸汽比焓 hjy3.5636/0.001135 =3

35、139.7凝汽器平均温度tc0.5（tc1 +t c2 ）= 0.5（30.54+34.24）=32.39 ，查水蒸气性质表，得凝汽器平均压力pc=4.9kPa。将所得数据与表4.4的数据一起，以各抽汽口的数据为节点，在h-s图上绘制出汽轮机的汽态膨胀过程曲线。4.2.4 各加热器进、出口参数计算首先计算高压加热器H1加热器出口水焓hw1求解。hw1由已知的tw1、pw，查水蒸气性质表可得。加热器出口水温tw1求解。先求加热器汽侧压力p1，即p1=（1-p1）p1=（1-0.03）5.894MPa=5.717MPa式中p1为第一抽汽口压力；p1为第一抽汽管道相对压损。由p1=5.717MPa，

36、查水蒸汽性质表得p1对应的饱和温度。得H1出口温度：式中-加热器上端差。H1疏水温度式中-加热器下端差，。-进水温度，其值从高压加热器H2的上端差计算得到。已知加热器水侧压力Pw=20.13Mpa，由t1=274.1，查得H1出水比焓hw,1=1202.5KJ/kg。由tw,1=274.3，查得H1进水比焓hw,2=1050.9KJ/kg。由td,1=247.8，查得H1疏水比焓hd,1=1075.2KJ/kg。至此高压加热器H1进、出口汽水参数已全部算出，同理可依次计算其余加热器各进出口汽水参数。将计算结果列于表4.6中。表4.6 回热加热系统汽、水参数计算项目单位各 计 算 点H1H2H3

37、H4H5H6H7H8SG抽汽参数压力PjMpa5.8943.5931.6120.74470.30500.1300.06970.022-温度tj380.9316.9429.1323.6233.2137.888.561.0蒸汽焓hjKJ/kg3132.930163317.73108.22972.92749.52649.52491.12976.5加热器上端差t-1.601-2222抽汽管道压损pj%88888888加热器水温水焓出口水温twj274.152242.314200.267165.374129.541102.81585.675558.212632.76疏水焓hdwjKJ/kg1075.16

38、879.006723.321544.724454.4382.024266.76161.9415出口水焓hwjKJ/kg1202.51050.89861.503698.853545.414432.247360.158245.138138.7进口水焓hwj+1KJ/kg4050.89861.503724.297545.414432.247360.158245.138138.7136.34.2.5高压加热器组抽汽系数计算1)由高压加热器H1热平衡计算1图4.3高压加热器H1的抽气系数：高压加热器H1的疏水系数d,1：2)由高压加热器H2热平衡计算2、rh图4.4高压加热器H2的抽汽系数2：高压加热器

39、H2的疏水系数d,2：再热器流量系数rh：3)由高压加热器H3热平衡计算3图4.5高压加热器和H3的抽汽系数3：高压加热器H3的疏水系数d,3：4.2.6除氧器抽汽系数计算除氧器出水流量系数c,4：抽汽系数4：除氧器物质平衡与热平衡见图4.3，由于除氧器为混合式加热器，进水量c,5是未知，但可由下式算出：图4.3除氧器物质平衡与热平衡4.2.7低压加热器组抽汽系数计算1)低压加热器H5热平衡计算5图4.6低压加热器H5出水系数c,5：如图4.3所示低压加热器H5抽汽系数5：低压加热器H5疏水系数2)低压加热器H6热平衡计算6图4.7低压加热器H6抽汽系数低压加热器H6疏水系数d,6：3)由低压

40、加热器H7热平衡计算7图4.8低压加热器H7的抽汽系数7：低压加热器H7的疏水系数d,7：4)由低压加热器H8热平衡计算8图4.9由于低压加热器H8的进水焓hsg，疏水焓h8,d为未知，故先计算轴封加热器SG,由于SG的热平衡，得到轴封加热器的出水比焓hw,sg：式中，轴封加热器进汽系数sg,i和进汽平均焓值hsg的计算见辅助计算部分。由pw,sg=1.724Mpa,hw,sg=138.7KJ/kg,反查焓熵图得轴封加热器出口水温tw,sg=32.76。低压加热器H8疏水温度td,8：由p8=0.0209Mpa, td,8=38.26查得低压加热器H8疏水比焓hd,8=160.27KJ/kg.

41、低压加热器H8抽汽系数8：低压加热器H8疏水系数d,8：4.2.8凝汽系数c的计算1）小汽机抽汽系数xj：2）由凝汽器的质量平衡计算cc=c,5-d,8-sg-xj-w-ma=0.7592-0.1216-0.007069-0.03787-0.0003716-0.03244=0.566363）由汽轮机汽侧平衡校核cH4抽汽口抽汽系数和，4：各加热器抽汽系数和j：轴封漏气系数和sg,k：凝汽系数c： 该值与凝汽器质量平衡计算得到的凝汽系数c相等，凝汽系数计算正确。4.2.9汽轮机比功wi与汽、水流量的计算1）凝汽流做功wc式中rh-再热蒸汽吸热量：2)抽汽流做功wa,j1kg第一级抽汽做功wa,1

42、：。1kg第二级抽汽做功wa,2：。1kg 第三级抽汽做功wa,3：。同理可算出其余48级1kg抽汽做功量列于表4.7中表4.7H1H2H3H4H5H6H7H81kg抽汽做功（kJ/kg）260.664377.564597.62807.121002.41165.81265.81424.2各级抽汽量（kg/h）135131.51501467183779270.564607407726268456434抽汽流总功wa,j：3）附加功量wsg,k附加做功量wsg,k是指各小汽流量做功之和：4）汽轮机功wi4.2.10热经济性指标计算汽轮机比热耗q0: 汽机绝对效率：汽轮机绝对电效率e：汽轮机热耗率q

43、：汽轮机汽耗率d：汽轮机进汽量：式中汽轮机额定电功率，=600MW。校核：汽轮机进汽=1849090，与初选值误差远小于1%，计算无误。给水流量Gfw：凝结水泵流量GCP：凝汽量DC: 各级抽汽量Dj已列于表4.7中。1）锅炉参数与有效利用热量计算过热蒸汽参数：由Pb=17.3Mpa，tb=541，查表得过热蒸汽出口比焓hb=3399.2kJ/kg。再热蒸汽参数：锅炉设计再热蒸汽出口压力pr=3.734Mpa，该压力已高于汽轮机排汽压力prh=3.5Mpa，故按照汽轮机侧参数，确定锅炉再热器出口压力Pr=3.234Mpa。由Pr=3.234Mpa和tr=541，查表得再热蒸汽出口比焓hr=35

44、44.4kJ/kg。再热器换热量qrh=hr-h2=3544.43013.625=530.8kJ/kg。锅炉有效热量q1：2）管道效率计算3）全厂热效率计算4)全厂发电标准煤耗率系数式中-暖风器吸热量，按下式计算：相应于1kg标煤的输入量发电标准煤耗率bs：5)全厂热耗率6)全厂供电标准煤耗率 式中-厂用电率。第五章 热力系统辅助设备的选择5.1 凝汽器的选择5.1.1凝汽器的作用凝汽器和抽汽设备、循环水泵、凝结水泵以与与之相连的管道、阀门等构成汽轮机的凝汽系统。凝汽系统的任务可以归纳为以下四点。1）在汽轮机末级排汽口建立并维持一定的真空。从热力学第二定律的观点，完整的动力循环必须要有一个冷源

45、，凝汽系统在蒸汽动力循环（朗肯循环）中起着冷源作用，通过降低排汽压力和排汽温度，来提高循环热效率。2）汽轮机的工质是经过严格化学处理的水蒸气，凝汽器将汽轮机排汽凝结成水，凝结水经回热抽汽加热、除氧后，作为锅炉给水重复利用。3）起到真空除氧作用，利用热力除氧原理除去凝结水中的溶解气体（主要是氧气），从而提高凝结水品质，防止系统低压回路管道、阀门等腐蚀。4）起到热力系统蓄水作用，凝汽器既是汇集和储存凝结水、热力系统中的各种疏水、排汽和化学补充水的场所，又是缓解运行中机组流量的急剧变化，从而起到热力系统稳定调节作用的缓冲器。5.1.2凝汽器的类型与选择凝汽器有混合式和表面式两种类型。在混合式凝汽器中

46、，汽轮机排汽与冷却水直接混合接触而使蒸汽凝结。凝结水与冷却水混合在一起用水泵抽走，不凝结的空气用抽汽设备除去。其优点是结构简单、制造成本低廉、冷却效果好，其最大的缺点是凝结水与不清洁的冷却水混合后，不能作为锅炉给水，因此，现在汽轮机组中一般很少直接采用混合式凝汽器。表面式凝汽器中，冷却介质与蒸汽被冷却表面隔开不直接接触，能保持凝结水的清洁，所以现代大型汽轮机组普遍采用表面式凝汽器。本次设计采用的凝汽器为表面式凝汽器。5.2 高、低压加热器的选择5.2.1 高、低压加热器的作用加热器是利用汽轮机抽汽加热进入锅炉的给水，从而提高热力循环效率的换热设备。5.2.2 高、低压加热器的类型回热加热器的类

47、型按传热方式分可分为：混合式加热器；表面式加热器。按布置的方式分为卧式和立式两种。按水侧压力可分为高压加热器和低压加热器。按凝结水的流动方向，在除氧器之前的加热器，由于其水侧承受的压力比较低，故称为低压加热器；除氧器之后，由于给水被给水泵进一步升压，加热器水侧承受的压力很高，故称为高压加热器。5.2.3 高、低压加热器的选择本次设计所拟定的原则性热力系统需用三台高压加热器、四台低压加热器。其型号见表5.1所示：表5.1 高、低加热器型号型号加热水流量 t/h加热汽流量 t/h加热面积m2输水温度GJ-1100-2-191064.51100246GJ-1180-2-291072.44118020

48、5GJ-820-2-391032.3820177JD-670693.1833670130.8JD-585693.1820585106JD-756693.1828.575689.3JF-823693.1828.5823645.3 轴封冷却器的选择5.3.1 轴封冷却器的作用轴封冷却器又称为轴封加热器，其作用是防止轴封与阀杆漏汽（汽气混合物）从汽轮机轴端逸至机房或漏入油系统中，同时利用漏汽的热量加热主凝结水，其疏水疏至凝汽器，从而减少热损失并回收工质。5.3.2轴封冷却器结构轴封冷却器由抽气器、前水室、中水室、后水室、前加热器与后加热器组成。抽气器为射汽式，由喷嘴、吸入室、扩散管和排出管所组成。工

49、作蒸汽经喷嘴射出时膨胀，高速出，在吸入室中产生引射作用，使吸入室连同相连的前加热器产生真空，来自汽轮机轴封的汽、气混合物源源进入前加热汽侧，经铜管的凝结水冷却后，空气则为抽气器所吸入，然后与工作蒸汽一起压出扩散管，进入后加热器，经两次冷却后，空气排入大气，前、后加热器之凝结水则由下部疏水口径V形管排入低位水箱，被送往凝汽器。本次设计采用一台轴封冷却器。5.4 真空泵的选择5.4.1 真空泵的作用真空泵的作用是在汽轮机组启动时建立真空以与在运行时不断抽除从真空系统不严密处漏入的空气和未凝结的蒸汽，以维持凝汽器的真空度。5.4.2 真空泵的类型现代大型汽轮机组多使用机械式真空泵，包括离心式真空泵和

50、水环式真空泵等。5.4.3 真空泵的选择本次设计所选真空泵参数如表5.2所示，选用台数为2台。表5.2真空泵型号型号转速压力吸气量真空度2BE1-353590r/min5kgt/cm25267m3/h3.3KP5.5 给水泵的选择5.5.1 给水泵的作用给水泵是热力系统中最重要的一种水泵。它是向锅炉连续供给具有一定压力和温度的给水，其安全运行直接影响到锅炉的安全运行。现代大容量锅炉给水泵具有以下的工作特点：容量大（驱动功率大）；转速高；压力高；水温高。给水泵的主要任务是提高给水压力，而提高给水压力最经济有效的方法是提高给水泵的转速。中压给水泵常用电动机驱动，由于受电网频率的限制，最高转速只有3

51、000r/min。5.5.2 给水泵的分类1）水平中开式多级离心泵。其结构特点是：泵体（泵壳）作成沿轴中心线水平中开，分成上下两部分，吸入管和排出管与下泵体（泵座）整体浇注，为消除轴向力，叶轮采用对称排列的方式。这种泵的优点：拆卸装配方便，只需将上泵体（泵盖）吊开，即可取出或装入整个转子。缺点：体积大；泵体流道复杂，对铸造加工技术要求高，造价高，仅适用于低压、小容量机组的给水泵。2）节段式多级离心泵。泵体由圆形中段组成，容易制造并可互换，造价低。3）圆筒形双壳体多级离心泵。目前，大容量、高参数锅炉给水泵均采用圆筒形双壳体多级离心泵。5.5.3 给水泵的选择根据火力发电厂设计技术规程第8.3.2

52、条，第8.3.3条，第8.3.4条规定，在给水系统中，每一台给水泵出口的总流量(即最大给水消耗量，不包括备用给水泵)均应保证供给其所连接的系统的全部，锅炉在最续蒸发量时所需的给水量，即汽包锅炉最续蒸发量的110%，对于中间再热机组，给水泵入口的总流量还应加上供再热蒸汽调温用的从泵的中间级抽出的流量以与漏出和注入给水泵轴封的流量差，前置给水泵出口的总流量应为给水泵入口的总流量，即前置泵和给水泵之间的抽出流量之和。每一给水泵系统应设备用泵一台，其容量应根据给水泵的可用率与电网对该给水泵所连接的机组的要求，经比较论证确定给水泵的扬程1).给水泵压力的计算入口压力 MPa出口压头 Mpa2).压力校核

53、根据给水泵入口压力查热力性质表,利用差值法求得则所以 MPa 3).扬程计算扬程 m理论扬程 m(裕量围为10%15%,此处取10%)4).容积流量计算因为 Kg/h所以 m/h则理论体积流量 m/h (裕量为5%10%,此处取10%) 每台容积流量 m/h 5).给水泵的选择根据给水泵的容积流量和扬程选择给水泵为50CHTA(汽动）型。5.6 凝结水泵的确定5.6.1 凝结水泵的作用凝结水泵的作用是抽出汽轮机凝汽器中的凝结水，经低压加热器将水送往除氧器。由于凝结水泵是从高度真空的凝汽器中抽取饱和状态的凝结水，故容易吸入空气和产生汽蚀。因此，要求凝结水泵具有较好的轴端密封，以防止空气漏入泵中，

54、并要求具有较高的抗汽蚀性能。因此，凝结水泵的转速不宜过高，一般在9801450r/min之间，且第一级叶轮往往作成双吸式或在首级叶轮前加装诱导轮。凝结水泵进口与凝汽器之间设有抽气平衡管，其目的是在启动时泵空气能排至凝汽器，然后由抽气器抽出，并可维持泵入口与凝汽器处于一样的真空度。5.6.2 凝结水泵的类型其结构形式有以下两种：1) NL型凝结水泵2) LDTN型凝结水泵5.6.3 凝结水泵的选择1).凝结水泵台数、容量的选择凝汽式机组的凝结水泵台数、容量应满足下列要求：单台凝汽式机组宜装设两台凝结水泵，每台凝结水泵容量为最大凝结水量的110%；如大容量机组需装设三台容量各为最大凝结水量55%的

55、凝结水泵时，应进行技术经济比较后确定。最大凝结水量应为下列各项之和：a.汽轮机最大进汽工况时的凝汽量；b.进入凝汽器的经常疏水量；c.进入凝汽器的正常补给水量。当备用泵短期投入运行时，应满足低压加热器可能排入凝汽器的事故疏水量或旁路系统投入运行时凝结水量输送的要求。凝结水系统宜采用一级凝结水泵；当全部凝结水需要进行处理且采用低压凝结水除盐设备时，应设置凝结水升压泵，其台数和容量应与凝结水泵一样。在设备条件具备时，宜采用与凝结水泵同轴的凝结水升压泵。2).凝结水泵量程的选择 无凝结水除盐设备时，凝结水泵的扬程应按下列各项之和计算：从凝汽器热井到除氧器凝结水入口（包括喷雾头）的介质流动阻力（按最大

56、凝结水量计算），另加10%20%裕量；除氧器凝结水入口与凝汽器热井最低水位间的水柱静压差；除氧器最大工作压力，另加15%裕量；凝汽器的最高真空。有凝结水除盐设备时，凝结水泵和凝结水升压泵的扬程可参照以上原则计算，并计入除盐设备的阻力。依据容量和量程参考同类型600MW机组选择NL型凝结水泵。5.7 除氧器与给水箱的选择5.7.1 除氧器的选择1).除氧器的作用给水系统中溶解于水中的气体主要有两个来源，一是补充水带进：二是处于真空状态下的热力设备与管道附件不严密漏进了空气。这将会腐蚀热力设备与管道，降低其工作可靠性与使用寿命；阻碍传热，降低热力设备的热经济性。因此除氧器的任务是除去水中的氧和不凝

57、结气体，防止热力设备腐蚀和传热恶化，保证热力设备的安全经济运行。2).除氧器的类型除氧器的类型按工作压力分为大气式除氧器、真空除氧器和高压除氧器。大气式除氧器的工作压力略高于大气压力，一般为0.12MPa，以便把水中离析出来的气体排入大气。这种除氧器常用于中、低压凝汽式电厂和中压热电厂。为了简化系统，高压以上参数的机组补充水一般是补入凝汽器的。为避免主凝结水管道和低压加热器的氧腐蚀，在凝汽器下部设置除氧装置，对凝结水和补充水进行除氧，此种除氧称之为真空除氧。再高参数大容量机组上，广泛采用高压除氧器，额定负荷下的工作压力约为0.588MPa，给水温度可加热至158160，含氧量小于7g/L。3)

58、.除氧器的选择根据火力发电厂设计规程第8.4.2条，第8.4.3条，第8.4.5条规定：中间再热机组的除氧器，宜用滑压运行方式，除氧器的总容量应个根据最大的给水消耗量选择，每台机组宜配一台除氧器，高压中间再热凝汽式机组宜采用一级高压除氧器与其有关系统的设计，应有可靠的防止除氧器过压爆炸的措施1 最大给水消耗量2 除氧器型号与台数在设计资料汇编上选择GWC-1051型高压器除氧器一台（参考电厂）如下表5.3所示：表5.3 除氧器性能列表如下除 氧 器型号GWC1051额定出力t/h935最大出力t/h1051工作压力MPa0.739设计压力MPa0.981实验压力MPa1.67工作温度335设计温度34